• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.35 no.10
• /
• pp.1075-1081
• /
• 2011

A leak-detection method has been developed by measuring the pressure variation between the inner and outer heattransfer tubes of a double-wall tube steam generator. An experiment was carried out to measure the leak rate in the gap between two surfaces pressed with a hydraulic press in order to simulate the phenomena, and a correlation was determined for the leak rate in a micro gap. However, in the correlation, the gap width and friction coefficient were coupled with the surface roughness, which affects the two parameters. The two parameters were separated using a surface-contact model to develop a correlation for the friction coefficient. The correlation was compared with the existing correlations used for crack analysis. Although the applied ranges of Reynolds numbers were different, the developed correlation for Reynolds numbers of 0.1.0.35 showed similar tendencies to existing correlations used for higher Reynolds numbers.

• Journal of the Korean Magnetics Society
• /
• v.7 no.5
• /
• pp.225-231
• /
• 1997

Sulphur Spinel $Co_{0.95}Fe_{0.05}Cr_2S_4$ has been studied with Mossbauer Spectroscopy between 4.2 K and room temperature. The $Fe^{2+}$ ion in a tetrahedral site is the Jahn-Teller active and the dynamic Jahn-Teller distortion starts below the magnetic ordering temperature. The distortion cause a quadrupole shift to appear which increases with decreasing temperature. The magnetic hyperfine field has a maximum at 100 k and then decreases with decreasing temperature. The magnitude of the interaction ratio R between the electric quadrupole and magnetic dipole interaction increases from 0 near the magnetic ordering temperature to 5.4 at 4.2 K. The optimum values of 0, the polar angle of the magnetic hyperfine field with respect to the principle axis of the electric field gradient (EFG) remains zero and the asymmetry of the EFG n is about 0.25. The simulations of Mossbauer spectra coincidence with the experimental results.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.1068-1071
• /
• 2017

The turbine exhaust system consists of a turbine flange, heat exchanger, exhaust duct and thrust nozzle. Heat exchanger is used for the launch vehicle because of the advantage of reducing the weight of the helium gas and the storage tank by using the heat exchanger pressurization method compared to the cold gas pressurizing method. Since the gas generator is combusted in fuel-rich condition, the soot is contained in the combustion gas. Hence, the heat exchanger should be designed considering the reduction of the heat exchange efficiency due to the soot effect. In addition, the uncertainty of the heat exchange calculation and the evaluation of the influence of the combustion gas soot on the heat exchange can not be completely calculated, so the design requirements must include a structure that can guarantee and control the temperature of the heat exchanger outlet. In this paper, it is described that the component allocation, the design method considering the manufacture of internal structure, the advantages of new concept of nozzle design.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.48 no.5
• /
• pp.426-432
• /
• 2011

The oxidation behavior of CVD ${\beta}$-SiC was investigated for Very High Temperature Gas-Cooled Reactor (VHTR) applications. This study focused on the surface analysis of the oxidized CVD ${\beta}$-SiC to observe the effect of impurity gases on active/passive oxidation. Oxidation test was carried out at $950^{\circ}C$ in the impurity-controlled helium environment that contained $H_2$, $H_2O$, CO, and $CH_4$ in order to simulate VHTR coolant chemistry. For 250 h of exposure to the helium, weight changes were barely measurable when $H_2O$ in the bulk gas was carefully controlled between 0.02 and 0.1 Pa. Surface morphology also did not change based on AFM observation. However, XPS analysis results indicated that a very small amount of $SiO_2$ was formed by the reaction of SiC with $H_2O$ at the initial stage of oxidation when $H_2O$ partial pressure in the CVD ${\beta}$-SiC surface placed on the passive oxidation region. As the oxidation progressed, $H_2O$ consumed and its partial pressure in the surface decreased to the active/passive oxidation transition region. At the steady state, more oxidation did not observable up to 250 h of exposure.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
• /
• v.17 no.8
• /
• pp.1885-1890
• /
• 2013

In this paper, the electrical properties of nanoscale junctionless p-channel MuGFET at cryogenic temperature have been analyzed experimentally. The experiment was performed using a cryogenic probe station which uses the liquid Helium. It has been observed that the drain current oscillation at low drain voltage and cryogenic temperature was more pronounced in junctionless transistor than in accumulation mode transistor. The reason for more marked oscillation is due to the smaller electrical cross section area of the inversion channel which is formed at the center of silicon film in junctionless transistor. It was also observed that the drain current and maximum transconductance were increased as the measurement temperature increased. This is resulted from the increase of hole mobility and the decrease of the threshold voltage as the measurement temperature increases. The drain current oscillation due to the quantum effects can be occurred up to the room temperature when the device size scales down to the nanometer level.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.14 no.9
• /
• pp.4643-4651
• /
• 2013

In this study, we have surveyed the new technologies in the cryogenic distillation of ITER, equilibrium reactors and helium refrigeration cycle contained in the isotope separation system (ISS). We also have collected thermodynamic and transport properties for $H_2$, HD, $D_2$, HT, DT and $T_2$ components of which properties are not built in a general purpose chemical process simulators such as Aspen Plus and PRO/II with PROVISION. Verification works have been performed to compare between literature data and simulation results. For the simulation of ISS involving six hydrogen isotope components, four distillation columns and two equilibrium reactors are used for the separation of $D_2$ and DT from $T_2$.

• Journal of the Korean Institute of Gas
• /
• v.12 no.2
• /
• pp.77-84
• /
• 2008

Experimental study was conducted to clarify the importance of buoyancy effects in laminar lifted flames which have been well understood by cold jet similarity theory. To evaluate buoyancy effects, lifted flame behaviors were systematically observed in methane and propane lifted flames diluted with He as changing the fuel nozzle diameter from 0.1 to 6 mm. Important physical parameters such as fuel strength, flame stretch and flame curvature, which were derived through simple physical scaling laws, were estimated. It is experimentally proven that buoyancy effects are important in relatively large fuel nozzle diameter and large fuel dilution with He. The results of Chen et al., which displayed the existence of stably lifted flames for 0.5

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.02a
• /
• pp.274-274
• /
• 2010

한국은 국제핵융합실험로 (ITER) 사업에 참여하고 있으며, 삼중수소 증식을 시험하기 위한 시험 모듈(TBM, Test Blanket Module)로서 HCML (Helium Cooled Molten Lithium) TBM을 설계, 개발하고 있다. 헬륨 및 액체 리튬을 냉각재와 증식재로 사용하는 개념으로, 구조재로서 Ferritic Martensitic (FM) 강이 사용될 예정이다. 특히, HCML TBM의 일차벽은 중성자 및 플라즈마로부터 입사되는 입자들을 차폐하기 위한 Be 차폐체와 FM강으로 구성되어 있으며, 일차벽 제작법 개발을 위해서는 Be과 FM강 간의 접합과 FM강 간의 접합 방법이 개발되어야 한다. FM강 간의 접합은 기존의 연구를 통해 접합 조건이 이미 도출되었고, 고열부하 시험을 통해 검증 완료한 상태이다. 그러나, Be과 FM강 간의 접합은 현재 개발단계에 있다. 본 논문에서는 고려 중인 구조재와 Be 차폐체 사이의 접합법 개발을 위해, 고온등방가압(HIP, Hot Isostatic Pressing) 조건을 도출하고, 운전조건과 유사 혹은 가혹한 조건에서 고열부하를 인가하여, 그 건전성을 평가하는 일련의 과정을 기술하였다. 본 연구에서는 Be과 FM강 간의 접합법 개발 및 검증을 위해 제작된 $80{\times}80{\times}1$ Be/FM강 mock-up을 국내에서 구축된 고열부하 시험 장비인 KoHLT를 활용하여 수행한 고열부하 시험에 대한 것이다. 본 mock-up은 $80{\times}80{\times}10mm(t)$의 Be tile 3개를 동일 크기에 두께가 각각 25mm와 50 mm인 FM강과 스테인레스강에 접합된 것으로, 고열부하 장비에 설치하여 고열부하 시험을 수행하였다. 냉각수의 온도 및 속도는 25 C, 0.15 kg/sec로 유지되었고, 열부하는 $0.5\;MW/m^2$로 유지하였다. 시험 조건에 대한 예비해석을 통해, 가열시의 온도 및 stress, strain 분포를 얻었고, 이를 통해, cycle to failure 값을 도출하였다. 1000 사이클의 가열 실험을 마친후 초음파를 활용한 접합 계면의 결함확인 및 파괴검사를 통한 접합 건전성을 확인하였다. 3가지 접합법 모두 일부 접합면이 이탈되었으며, 향후 보다 건전한 접합방법 개발이 진행되어야 할 것으로 보인다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.02a
• /
• pp.474-474
• /
• 2010

현재 반도체시장의 확장으로 인해서 기존의 300mm 웨이퍼에서 450mm의 웨이퍼를 사용하는 공정으로 변화하는 추세이다. 450mm 웨이퍼로 대면적 화되면서 기존 300mm 공정 때보다 훨씬 효율적인 플라즈마 소스 즉, 고밀도이고, 고균등화(high uniformity) 플라즈마 소스를 필요로 한다. 본 논문에서는 고밀도 플라즈마 소스인 유도 결합형 플라즈마(Inductively Coupled Plasma ; ICP)에 축 방향의 약한 자기장을 인가시킨 자화된 유도결합형 플라즈마(Magnetized Inductively Coupled Plasma : MICP)[1]를 제안하여 기존 ICP와의 차이점을 살펴보았다. 실험 방법으로 레이저 유기 형광법(Laser Induced Fluorescence : LIF)[2]을 이용하여 플라즈마 쉬스(Sheath) 내의 전기장을 외부 자기장의 변화에 따라 높이별로 측정하고 그 결과로부터 쉬스의 전기적 특성을 살펴보았다. 플라즈마의 특성상 탐침이나 전극에 전압을 인가하면 그 주위로 디바이 차폐(Debye Shielding)현상이 일어나서 플라즈마 왜곡이 일어난다. 그렇기에 플라즈마, 특히 플라즈마 쉬스의 특성을 파악하기 위해서 레이저라는 기술을 사용하였다. 레이저는 고가의 장비이고 그 사용에 많은 경험지식(know-how)를 필요로 하지만 플라즈마를 왜곡시키지 않고, 플라즈마의 밀도, 온도, 전기장 등 많은 상수(parameter)들을 얻어 낼 수 있다. 또한 3차원적으로 높은 분해능을 가지고 있는 장점이 있다. 강한 전기장이 있는 곳에서 입자들의 고에너지 준위가 전기장의 세기에 비례하여 분리되는 Stark effect[3] 이론을 이용하여 플라즈마 쉬스내의 전기장을 측정하였다. 실험은 헬륨가스 700mTorr 압력에서 이루어졌다. 기판의 파워를 50W에서 300W까지 변화시키면서 기판에 생기는 쉬스의 전기장의 변화를 살펴보았고, 자기장을 인가한 후 동일한 실험을 하여 자기장의 유무에 따른 플라즈마 쉬스의 전기장 변화를 살펴보았다. 실험결과 플라즈마 쉬스의 전기장의 변화는 기판의 파워와 플라즈마 밀도에 크게 의존함을 알았다. 기판의 파워가 커질수록 쉬스의 전기장은 커지고, 기판에 생기는 Self Bias Voltage역시 음의 방향으로 커짐을 확인 하였다. 또한 자기장을 걸어주었을 경우 쉬스의 두께가 얇아짐으로써 플라즈마의 밀도가 증가했음을 확인 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.02a
• /
• pp.409-409
• /
• 2010

솔라셀은 차세대 대체 에너지 소스로 최근 큰 각광을 받고 있다. 솔라셀의 제조에 있어 가장 중요한 공정은 마이크로 결정질 및 비결정질 실리콘(uC-Si:H and a-Si:H) 박막을 증착하는 PECVD (Plasma Enhanced CVD)공정이다. 현재까지 이 증착공정을 위한 플라즈마 소스로 CCP(Capacitively Coupled Plasma)가 주로 사용되어 왔다. 그러나, CCP를 플라즈마 소스를 사용한 경우 솔라셀 대량 생산 적용시 다른 방법들에 비해 긴 공정 시간이 해결해야 할 문제점으로 대두되었다. 본 발표에서는 솔라셀의 대량 생산을 위한 마이크로 결정질 실리콘 박막 증착에 있어 현 시점에서 해결되어야 할 문제점에 대해 고찰해 보고자 한다. 현재까지 이러한 문제점들을 해결하기 위해 적용되어 왔던 플라즈마 소스들을 나열하고 이러한 플라즈마 소스에 대한 특성 및 문제점들을 고찰한다. 또한, PECVD 공정상의 문제점을 해결하기 위한 플라즈마 조건을 플라즈마 벌크에서의 전자에너지 분포를 기준으로 제시하고자 한다. 솔라셀용 결정질 실리콘 박막 증착용 플라즈마 소스로 hollow cathode 방전이 가장 유력시되고 있다. 본 연구에서는 CCP 플라즈마에서 hollow cathode 방전시 발생되는 플라즈마 특성에 대한 기초 연구를 제시한다. 기초 연구를 위해 다양한 불활성 가스인 아르콘, 헬륨, 크립톤 가스에 13.56 MHz의 RF 파워를 인가하고 방전되는 플라즈마 밀도 변화를 관찰하였다. 특히, 다양한 hole diameter에서 발생되는 플라즈마 밀도의 변화를 기존 평면 CCP 플라즈마의 밀도에 비교하여 분석함으로써 hole diameter에 따른 효과를 관찰하였다. 이러한 결과는 PIC 시뮬레이션을 통해 얻은 전자에너지 분포함수를 바탕으로 메커니즘을 논의하고자 한다. 마지막으로 솔라셀용 PECVD공정을 위해 고밀도 플라즈마 소스의 필요성뿐 만 아니라 대면적 소스의 구현에 대한 문제점을 고찰하였다. 대면적 공정에서 가장 중요한 핵심 연구 이슈는 공정 균일도를 높이는 것이다. CCP 플라즈마 소스에서 전극의 크기가 대면적화 됨에 따라 발생되는 전자기파 효과에 의한 불균일도에 대해 RF 전자기장 시뮬레이션을 통해 확인하고, 균일도 확보를 위한 방안에 대한 논의하고자 한다.